Ви є тут

Головна » 2021 » БТФ №1 2021

Використання різних форм селену в аквакультурі (огляд)

Узагальнено дослідження наукової літератури щодо використання методів нанотехнології за вирощування різноманітних об’єктів аквакультури, які базуються на додаванні до раціонів селену різних форм та походження. Підкреслено, що сучасні наукові дослідження з використання наночастинок в аквакультурі спрямовано на точність доставлення і відповідну кількість мікроелементів, що надалі може вплинути на зниження собівартості продукції аквакультури. Зазначено, що необхідно враховувати специфіку сучасних індустріальних технологій аквакультури, за яких водні організми вирощуються за високою щільністю посадки в басейнах, тобто постійно знаходяться в умовах стресу, а однією з найбільш поширених форм стресу, яка призводить до зниження продуктивності в галузі аквакультури, є окиснювальний стрес. Відзначено, що селен є одним із важливих мікронутрієнтів, який може знижувати негативну дію окиснювального стресу. Проаналізовано дослідження ряду авторів щодо позитивного впливу додавання різних форм селену в раціони основних об’єктів аквакультури. Визначено, що біологічно синтезований наноселен можна додавати в різні комерційні рибні корми для підвищення стресостійкості і продуктивності, також цей продукт буде відповідати екологічним потребам споживачів. Встановлено перевагу використання в аквакультурі органічних форм селену над неорганічними, оскільки перші мають вищу біодоступність та краще накопичення в тканинах риб. Проаналізовано низку досліджень, пов’язаних із визначенням токсичної дії різних форм селену та його концентрацій на риб. Зазначено, що в аквакультурі необхідно враховувати, що частинки селену мають бути нетоксичними не лише для самого біологічного об’єкта, а й для інших систем, які тісно пов’язані з ним його життєдіяльністю.

Ключові слова: селен, нанотехнології, аквакультура, риби, стресостійкість, токсичність, темп росту, фізіологічні показники, імунологічні по

ОЛЕШКО О.А. http://orcid.org/0000-0001-9190-0861


БІТЮЦЬКИЙ В.С. https://orcid.org/0000-0002-2699-3974


МЕЛЬНИЧЕНКО О.М. https://orcid.org/0000-0001-5462-508X


ГЕЙКО Л. М. http://orcid.org/0000-0002-6763-5006


  1. Shah B. R., Mraz J. Advances in nanotechnology for sustainable aquaculture and fisheries. Reviews in Aquaculture. 2020. Vol. 12(2). P. 925–942. Doi:https://doi. org/10.1111/raq.12356.
  2. Aklakur Md., Rather A.M., Kumar N. Nanodelivery: an emerging avenue for Nutraceuticals and drug delivery. Crit Rev Food Sci Nutr. 2016. Vol. 56(14). P. 2352–2361. Doi:https://doi.org/10.1080/10408398.2013.839543
  3. Kumari A., Yadav S.K. Nanotechnology in agri‐food sector. Critical Reviews In Food Science and Nutrition. 2014. Vol. 54. P. 975– 984. Doi: https://doi.org/10.1080/10408398 .2011.621095.
  4. Nanotechnology for sustainable food production: promising opportunities and scientific challenges / S. M. Rodrigues et al. Environmental Science. 2017. Nano 4. P. 767–781. URL:https:// scholar.google.com/scholar?cites=70 0762521879206503&as_sdt=2005&sciodt=0,5&hl=uk.
  5. Perspectives of cerium nanoparticles use in agriculture / V. S. Bityutskyy et al. The Animal Biology. 2019. Vol. 19 (3). P. 9–17. Doi:https://doi.org 10.15407/animbiol19.03.009.
  6. Influence of selenium on redox processes, selenoprotein metabolism and antioxidant status of aquaculture facilities / V. Bityutskyy et al. Таврійський науковий вісник. Сільськогосподарські науки. 2020. Вип. 114. С. 231–240. Doi:https://doi.org/10.32851/2226-0099.2020.114.28.
  7. Enzyme-like activity of nanomaterials / V. S. Bityutskyy et al. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2018. Vol. 9(3). P. 469–476. Doi: https://doi.org/10.15421/021870.
  8. Chen H., Seiber J. N., Hotze M. ACS select on nanotechnology infood and agriculture: A perspective on implications and applications. Journal Agricultural and Food Chemistry. 2014. Vol. 62(6). P. 1209–1212. Doi:https://doi. org/ 10.1021/jf5002588.
  9. Fu P. P. Introduction to the special issue: Nanomaterialstoxicology andmedical applications. Journal of Food and Drug Analysis. 2014. Vol. 22(1). P. 1–2. Doi:https://doi.org/ 10.1016/j.jfda.
  10. Lu L., Wang X., Xiong C., Yao L. Recent advances in biologicaldetection with magnetic nanoparticles as a useful tool. Science China Chemistry. 2015. Vol. 58(5). P. 793–809. Doi:https:// doi.org/10.1007/s11426-015-5370-5.
  11. Li M., Zhang C. y-Fe2O3 nanoparticle-facilitated bisphenol A degradation by white rot fungus. Science Bulletin. 2016. Vol. 61(6). P. 468–472. Doi:https://doi. org/10.1007/s11434-016-1021-2.
  12. Maqusood A., AlSalhi M., Siddiqu M.K.J. Silver nanoparticle applications and human health. Clinica Chimica Acta. 2010. Vol. 411. P. 1841–1848. Doi:https://doi. org/10.1016/ j.cca.2010.08.016
  13. Nanotechnology as a Novel Tool in Fisheries and Aquaculture Development: A Review/ M. Ashraf et al. Iranica Journal of Energy & Environment. 2011. Vol. 2 (3). P. 258– 261. Doi:https://doi.org/10.5829/idosi.ijee.2011.02.03.2272.
  14. Nanotechnologies and environment: A review of pros and cons/ O. S. Tsekhmistrenko et al. Ukrainian Journal of Ecology. 2020. Vol. 10(3). P. 162–172. Doi:https://doi. org/10.15421/2020_149.
  15. Bacterial synthesis of nanoparticles: Agreen approach/ S. Tsekhmistrenko et al. Biosyst. Divers. 2020.Vol. 28(1). P. 9–17. Doi:https://doi.org/10.15421/ 012002.
  16. Evaluation of effects of selenium nanoparticles on Bacillus subtilis/ N. Tymoshok et al. Regul. Mech. Biosyst. 2019. Vol. 10(4). P. 544–552. Doi:https://doi. org/10.15421/021980.
  17. Цехмістренко О. С., Бітюцький В. С., Цехмістренко С. І. “Зелені” технології у синтезі наночастинок селену: матеріали I міжнародної науково-практичної інтернет-конференції, 28-29 травня 2020 р. Дніпро. 2020. Т. 2. 611 с.
  18. Role of nanoparticles in animal and poultry nutrition: Modes of action and applications in formulating feed additives and food processing/ M. Gopi et al. Int. J. Pharmacol. 2017. Vol. 13. P. 724–731. Doi:https://doi. org/10.3923/ijp.2017.724.731.
  19. Nature Nanotechnology Release. Nanomaterials definition matters. Nature Nanotechnology. 2019. Vol. 14. 193 p. Doi:https://doi.org/10.1038/s41565-019-0412-3.
  20. Comparative assessment of nanomaterial definitions and safety evaluation considerations/ D. R. Boverhof et al. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2015. Vol. 73. P. 137–150. Doi:https://doi.org/10.1016/ j.yrtph.2015.06.001.
  21. Selenium Nanoparticles for Stress-Resilient Fish and Livestock/ S. Biplab et al. Nanoscale Research Letters. 2015. Vol. 10. 371 p. Doi: https://doi.org/10.1186/s11671- 015-1073-2.
  22. Apel K., Hirt H. Reactive Oxygen Species: Metabolism, Oxidative Stress, and Signal Transduction. Annual Review of Plant Biology. 2004. Vol. 55. P. 373–379. Doi:http://doi.org/10.1146/annurev.arplant.55.031903.141701
  23. Glutathione peroxidase activity in the seleniumtreated alga Scenedesmus quadricauda/ M. Vítová et al. Aquat. Toxicol. 2011. Vol. 102. No. 1–2. P. 87–94. Doi:http:// doi.org/10.1016/j. aquatox.2011.01.003.
  24. Mykhailenko N.F. Growth and photosynthetic activity of green algae Chlorella vulgaris Beijer in the presence of selenium nanoaquachelates. Microbiology & Biotechnology. 2016. Vol. 2. No. 34. P. 6–15. Doi:http://doi. org/10.18524/2307-4663.2016.2(34).70746.
  25. Selenium nanoparticles for stress-resilient fish and livestock/ B. Sarkar et al. Nanoscale research letters. 2015. Vol. 10. No. 1. 371 p. Doi:https://doi.org/10.1186/s11671- 015-1073-2.
  26. Biogenic nanoselenium particles effectively attenuate oxidative stress-induced intestinal epithelial barrier injury by activating the Nrf2 antioxidant pathway/ D. Song et al. ACS applied materials & interfaces. 2017. Vol. 9. No. 17. P. 14724–14740. Doi:https://doi.org/10.1021/ acsami. 7b03377.
  27. Singha S., Das K., Jha N. Nano-Systems for MicroNutrient Delivery in Aquaculture: A Critical Analysis. Ann Aquac Res. 2017. Vol. 4. No. 4. 1046 p. URL:https://www. jscimedcentral. com/Aquaculture/aquaculture-4-1046.pdf.
  28. Xuxia Zhou., Yanbo Wang., Qing Gu., Weifen Li. Effects of different dietary selenium sources (selenium nanoparticle and selenomethionine) on growth performance, muscle composition and glutathione peroxidase enzyme activity of crucian carp (Carassius auratus gibelio). Aquaculture. 2009. Vol. 291. No. 1–2. P. 78–81. Doi:https:// doi.org/10.1016/j.aquaculture. 2009.03.007.
  29. Tor Putitora, the Extinct Fish Species in River Swat Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan/ N. Akhtar et al. World Journal of Fish and Marine Sciences. 2016. Vol. 8. No. 1. P. 10–13. Doi: https://doi.org/10.5829/idosi.wjfms.2016.8.1.10247.
  30. Effects of dietary selenium nanoparticles on physiological and biochemical aspects of juvenile Tor putitora/ K. U. Khan et al. Turk J Zool. 2016. Vol. 40. P. 704– 712. Doi:https:// doi.org/10.3906/zoo-1510-5.
  31. Synergistic effects of dietary nano selenium and vitamin C on growth, feeding, and physiological parameters of mahseer fish (Tor putitora)/ K. U. Khan et al. Aquaculture Reports. 2017. Vol. 5. P. 70–75. Doi:https://doi.org/10.1016/j. aqrep. 2017.01.002.
  32. Khosravi-Katuli K., Prato E., Lofrano G. Effects of nanoparticles in species of aquaculture interest. Environ Sci 32. Khosravi-Katuli K., Prato E., Lofrano G. Effects of nanoparticles in species of aquaculture interest. Environ Sci 166 Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва, 2021, № 1 tvppt.btsau.edu.ua Pollut Res Int. 2017. Vol. 24. 17326 p. Doi:https://doi.org/ 10.1007/s11356-017-9360.
  33. Effects of dietary zinc oxide and selenium nanoparticles on growth performance, immune responses and enzyme activity in rohu, Labeo rohita (Hamilton)/ P. Swain et al. Aqua[1]cult Nut. 2018. P. 1–9. Doi: https://doi.org/10.1111/anu.12874.
  34. Dietary chitosan-selenium nanoparticle (CTS-SeNP) enhance immunity and disease resistance in zebrafish/ F. XiaI et al. Fish&shellfish immunology. 2019. Vol. 87. P. 449–459. Doi:https://doi.org/10.1016/j.fsi.2019.01.042.
  35. Wang J., Zhang Y., Yuan Y.,Yue T. Immunomodulatory of selenium nano-particles decorated by sulfated Ganoderma lucidum polysaccharides. Food and chemical toxicology. 2014. Vol. 68. P. 183–189. URL: http://ir.nsfc.gov.cn/ paperDownload/1000008779101.pdf
  36. Regulation of redox processes in biological systems with the participation of the Keap1/Nrf2/ARE signaling pathway, biogenic selenium nanoparticles as Nrf2 activators/ V. S. Bityutsky et al. Regul. Mech. Biosyst. 2020. Vol. 11. No. 4. Doi:https://doi.org/10.1016/b978-0-12-405882-8.00004-0.
  37. Nrf2 signaling pathway: Pivotal roles in inflammation/ S. M. U. Ahmed et al. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)- Molecular Basis of Disease. 2017. Vol. 1863. No. 2. P. 585– 597. Doi:https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2016.11.005.
  38. Diet selenium improves the antioxidant defense system of juveniles Nile tilapia (Oreochromis niloticus L.)/ E. G. Durigon et al. Brazilian Journal of Biology, (AHEAD). 2018. Vol. 79. No. 3. Doi:https://doi.org/10.1590/1519- 6984.187760.
  39. Effects of different levels of dietary selenium nanoparticles on growth performance, muscle composition, blood biochemical profiles and antioxidant status of common carp (Cyprinus carpio)/ S. Ashouri et al. Aquaculture. 2015. Vol. 446. P. 25–29. Doi:https://doi.org/10.1111/ anu.12428.
  40. Effects of different dietary selenium sources (sodium selenite, selenomethionine and nanoselenium) on growth performance, muscle composition, blood enzymes and antioxidant status of common carp (Cyprinus carpio)/ S. Saffari et al. Aquaculture nutrition. 2017. Vol. 23. No. 3. P. 611–617. Doi: https://doi.org/10.1111/anu.12428.
  41. Effects of selenium diets on growth, accumulation and antioxidant response in juvenile carp/ A. C. Elia et al. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2011. Vol. 74. No. 2. P. 166–173. Doi:https://doi.org/10.1016/j. ecoenv.2010.04.006.
  42. Khalil H. S., Mansour A. T., Goda A. M. A., Omar E. A. Effect of selenium yeast supplementation on growth performance, feed utilization, lipid profile, liver and intestine histological changes, and economic benefit in meagre, Argyrosomus regius, fingerlings. Aquaculture. 2019. Vol. 501. P. 135–143. Doi:https://doi.org/10.1016/j. aquaculture. 2018.11.018.
  43. Impact of selenium supplementation on fish antiviral responses: a whole transcriptomic analysis in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fed supranutritional levels of Sel[1]Plex®/ D. Pacitti et al. BMC genomics. 2016. Vol. 17. No. 1. 116 p. Doi:https://doi.org/10.1186/s12864-016-2418-7.
  44. Dietary supplementation of selenium nanoparticles modulated systemic and mucosal immune status and stress resistance of red sea bream (Pagrus major)/ M. A. Dawood et al. Fish physiology and biochemistry. 2019. Vol. 45. No. 1. P. 219–230. Doi:https://doi.org/10.1007/s 10695-018-0556-3.
  45. Khosravi-Katuli K., Prato E., Lofrano G. Effects of nanoparticles in species of aquaculture interest. Environ Sci Pollut Res Int. 2017. Vol. 24. 17326 p. Doi:https://doi.org/ 10.1007/s11356-017-9360-3.
  46. International Journal of Fisheries and Aquatic Studies/ J. С. M. Márquez et al. 2018. Vol. 6. No. 2. P. 5–11. E-ISSN: 2347-5129 P-ISSN: 2394-0506.
  47. Assessment of nano selenium effect in developing zebra fish embryos/ A.S. Vaishnavi et al. Journal of Entomology and Zoology Studies. 2019. Vol. 7. No. 1. P. 914–917. E-ISSN: 2320-7078 P-ISSN: 2349-6800.
  48. Effects of metal-bearing nanoparticles (Ag, Au, CdS, ZnO, SiO2) on developing zebrafish embryos/ J.M. Lacave et al. Nanotechnology. 2016. Vol. 27. No. 32. 325102 p. Doi:https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/32/325102.
  49. Raza S., Hanif S., Tahir A. Role of nanotechnology in agriculture. European Journal of Pharmaceutical and Medical Research. 2017. Vol. 4. No. 5. P. 138–143. ISSN 2394-3211.
  50. Röhder L.A. Interactions of Cerium Dioxide Nanoparticles with the Green Alga Chlamydomonas Reinhardtii: Influence of Physico-chemical Characteristics and Cerium(III). ETH-Zürich. 2014. 111 p. Doi:https://doi. org/10.1016/j.aquatox. 2014.03.0.
  51. The effect of chronic silver nanoparticles on aquatic system in microcosms/ S. J. Hong et al. Environmental Pollution. 2017. Vol. 223. P. 395–402. Doi:https://doi. org/10.1016/j.envpol. 2017.01.036.
  52. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences/ A. Dobrochna et al. 2018. Vol. 18. P. 781–788. Doi:https:// doi.org/10.4194/1303-2712-v18_6_04.
  53. Sensitivity and toxic mode of action of dietary organic and inorganic selenium in Atlantic salmon (Salmo salar)/ M. H. G. Berntssen et al. Aquatic toxicology. 2017. Vol. 192. P. 116–126. Doi:https://doi.org/10.1016/j.aquatox. 2017.09.014.
  54. Safe limits of selenomethionine and selenite supplementation to plant-based Atlantic salmon feeds/ M. H. Berntssen et al. Aquaculture. 2018. Vol. 495. P. 617–630. Doi:https://doi.org/ 10.1016/j.aquaculture.2018.06.041.
  55. Selenium and selenium species in feeds and muscle tissue of Atlantic salmon/ V. Sele et al. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2018. Vol. 47. P. 124– 133. Doi:https:// doi.org/10.1016/j.jtemb.2018.02.005.
  56. Modulation of selenium tissue distribution and selenoprotein expression in Atlantic salmon (Salmo salar L.) fed diets with graded levels of plant ingredients/ M. B. Betancor et al. British Journal of Nutrition. 2016. Vol. 115. No. 8. P. 1325–1338.
  57. Supplementation with sodium selenite and seleniumenriched microalgae biomass show varying effects on blood enzymes activities, antioxidant response, and accumulation in common barbel (Barbus barbus)/ A. Kouba et al. BioMed research international. 2014. ID 408270, 8 p. Doi:https://doi. org/10.1155/2014/408270.
  58. Fontagné-Dicharry S., Godin R., Le K. T., Fotedar R. Bioavailability of selenium from different dietary sources in yellowtail kingfish (Seriola lalandi). Aquaculture. 2014. Vol. 420. P. 57–62. Doi:https://doi.org/10.1016/ j.aquaculture.2013.10.034.
  59. EFSA, Scientific opinion on dietary reference values for selenium, EFSA J., Parma, Italy. 2014. 67 p.
  60. EFSA, Scientific Opinion on Safety and Efficacy of Selenium in the Form of Organic Compounds Produced by the Selenium-enriched Yeast Saccharomyces Cerevisiae NCYC R646 (Selemax 1000/2000) as Feed Additive for All Species, The European Food Safety Authority (EFSA) Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP), Parma, Italy. 2012. 17 p.
  61. EFSA, Scientific opinion on safety and efficacy of SelPlex® (organic form of sele- nium produced by saccharomyces cerevisiae CNCM I-3060) for all species. The European Food Safety Authority (EFSA) Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP). 2011. 52 p.
  62. EFSA, Scientific opinion on the safety and efficacy of selenium in the form of or- ganic compounds produced by the selenium-enriched yeast Saccharomyces cere- visiae NCYC R645 (SelenoSource AF 2000) for all species. The European Food Safety Authority (EFSA) Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP). 2011. P. 15,57.
  63. Kumar N., Krishnani K. K., Singh N. P. Comparative study of selenium and selenium nanoparticles with reference to acute toxicity, biochemical attributes, and histopathological response in fish. Environmental Science and Pollution Research. 2018. Vol. 25. No. 9. P. 8914–8927. Doi:https:// doi.org/10.1007/s11356-017-1165-x.
ДолученняРозмір
PDF icon oleshko_1_2021.pdf541.45 КБ
2021
БТФ №1 2021